1、第一篇第二章質量衡算與能量衡算2.1某室內空氣中 03的濃度是0.08 X0-6 (體積分數)，求：(1) 在1.013 105Pa、25C下，用 卩g/昭表示該濃度；(2) 在大氣壓力為 0.83 105Pa和15C下，03的物質的量濃度為多少？解：(1)理想氣體的體積分數與摩爾分數值相等由題，在所給條件下，1mol空氣混合物的體積為V1 = V0 P0T1/ P1T0=22.4L 忽98K/273K = 24.45L所以03濃度可以表示為0.08 X06mol >48g/mol (24.45L) 一1 = 157.05 g/m3(2)由題，在所給條件下，1mol空氣的體積為V1 =

2、V0 P0T1/ P1T0=22.4L 為.013 105Pa>288K/(0.83 1%5PaX273K)= 28.82L所以03的物質的量濃度為0.08 106mol/28.82L = 2.78 10 _9mol/L2.2假設在25 C和1.013 105Pa的條件下,SO2的平均測量濃度為 400卩g/&假設允許值0.14 XI0-6,問是否符合要求?解：由題，在所給條件下，將測量的SO2質量濃度換算成體積分數，即RT 103PMa8.314 298 1031.013 105 6496400 100.15 10大于允許濃度，故不符合要求2.6某一段河流上游流量為 36000

3、m3/d,河水中污染物的濃度為3.0mg/L。有一支流流量為10000m3/d,其中污染物濃度為30mg/L。假設完全混合。求:(1)求下游的污染物濃度;(2)求每天有多少kg污染物質通過下游某一監測點。解:(1)根據質量衡算方程，下游污染物濃度為QV12qV23.0 36000mqV1qV236000 1000030 10000 mg / L 8.87mg/L(2)每天通過下游測量點的污染物的質量為m (CV1 CV2)8.87 (36000 10000) 10 3kg/d408.02kg/d2.7某一湖泊容積10 >06m3,上游有一未被污染的河流流入該湖泊，流量為50m3/s。一工

4、廠以5 m3/s的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，濃度為100mg/L。污染物降解反響速率常數0.25d1。假設污染物在湖中充分混合。求穩態時湖中污染物的濃度。解：設穩態時湖中污染物濃度為m，那么輸出的濃度也為m由質量衡算，得qm1 qm2 k V 0即 5X100mg/L ( 5+ 50)mm3/s 10 XI06X).25 x mm3/s= 0解得 m = 5.96mg/L2.11有一裝滿水的儲槽，直徑 1m、高3m。現由槽底部的小孔向外排水。小孔的直徑為4cm，測得水流過小孔時的流速U0與槽內水面高度z的關系為：U0= 0.62 (2gz) 0.5，試求放出1m3水所需的時間。

5、解：設儲槽橫截面積為 A1,小孔的面積為 A2由題得 A2uo= dV/dt即 uo= dz/dt X1/A 2所以有 一dz/dt ( 100/4) 2= 0.62 (2gz) 0.5即有 226.55 XZ-0.5dz = dt -又 Z0= 3mZ1 = Z0 1m3 X ( nX 0.25 -1= 1.73m對式積分得t= 189.8s2.14 有一個總功率為 1000MW 的核反響堆，其中 2/3的能量被冷卻水帶走，不考慮其他能量損失。冷卻水來自于當地 的一條河流，河水的流量為100m3/s,水溫為20C。(1) 如果水溫只允許上升 10C，冷卻水需要多大的流量；(2) 如果加熱后的

6、水返回河中，問河水的水溫會上升多少C。解：輸入給冷卻水的熱量為Q = 1000X2/3MW = 667 MW(1) 以冷卻水為衡算對象，設冷卻水的流量為qV ，熱量變化率為 qmcp T根據熱量衡算定律，有qV X03X4.183 10 kJ/m3= 667X103kw得 Q= 15.94m3/s(2) 由題，根據熱量衡算方程，得100X103“.183 T kJ/m3= 667X103kw得 T= 1.59K第三章 流體流動3.2常壓、20 C的空氣穩定流過平板壁面，在邊界層厚度為1.8mm處的雷諾數為6.7 104。求空氣的外流速度。解：設邊界層厚度為S;空氣密度為p,空氣流速為u。由題，

7、因為湍流的臨界雷諾數一般取5X105>6.7 >104,所以此流動為層流。對于層流層有4.641xRex又有 Rex二旦兩式合并得4.641 Re0.5 =一u即 4.641 x(6.7 X104) °.5= uxixio3kg/m3xi.8mm / (1.81 氷05Pa s)解得 u = 0.012m/s3.5如圖3-3所示，有一直徑為1m的高位水槽，其水面高于地面8m,水從內徑為100mm的管道中流出，管路出口高于地面2m，水流經系統的能量損失(不包括出口的能量損失)可按hf 6.5u2計算，式中u為水在管內的流速,單位為m/s。試計算:(1)假設水槽中水位不變，試

8、計算水的流量;(2)假設高位水槽供水中斷，隨水的出流高位槽液面下降，試計算液面下降1m所需的時間。解:(1)以地面為基準，在截面由題意得 U1/U2=( 0.1/1 ) 2= 0.01取微元時間dt，以向下為正方向那么有 ui= dz/dt所以(dz/dt) 2/2 + gzi = 7 (100dz/dt) 2/2 + gz2積分解得t= 36.06s3.9 一鍋爐通過內徑為 3.5m的煙囪排除煙氣，排放量為3.5 X05m3/h，在煙氣平均溫度為260C時，其平均密度為0.6kg/m3,平均粘度為2.8 >10 4Pa 。大氣溫度為20C，在煙囪高度范圍內平均密度為1.15 kg/m3

9、。為克服煤灰阻力，煙囪底部壓力較地面大氣壓低245 Pa。問此煙囪需要多高？假設粗糙度為5mm。解：設煙囪的高度為 h，由題可得u = qv/A = 10.11m/s Re= du p /=i7.58 104相對粗糙度為S /= 5mm/3.5m = 1.429 >10_3查表得 X= 0.028所以摩擦阻力hfhu!d 2建立伯努利方程有u12/2+ p1/葉gz1 = u22/2 + p2/葉gz2+由題意得 u1= u2, p1= p0 245Pa, p2= p0 p空gh即(hX1.15 kg/m3x9.8m/s2 245Pa) / (0.6kg/m3)= hX9.8m/s2+

10、h».028/3.5m x( 10.11m/s) 2/2解得 h = 47.64m3.10用泵將水從一蓄水池送至水塔中，如圖3-4所示。水塔和大氣相通，池和塔的水面高差為60m，并維持不變。水泵吸水口低于水池水面 2.5m，進塔的管道低于塔內水面1.8m。泵的進水管 DN150，長60m，連有兩個90°彎頭和一個吸濾底閥。泵出水管為兩段管段串聯，兩段分別為DN150、長23m和DN100、長100 m，不同管徑的管道經大小頭相聯，DN100的管道上有3個90°彎頭和一個閘閥。泵和電機的總效率為60%。要求水的流量為 140 m3/h,如果當地電費為25C,管道視為

11、光滑管解：由題，在進水口和出水口之間建立伯努利方程，有We= gh+ Xh25C時，水的密度為 997.0kg/m3，粘度為0.9 >10_3Pas管徑為 100mm 時 u = 4.95m/sRe = du p /=p5.48 105,為湍流查表得 入=0.02管徑為 150mm 時 u = 2.20m/sRe = du p 耳3.66 >05,為湍流查表得 入=0.022泵的進水口段的管件阻力系數分別為：吸濾底閥Z= 1.590°彎頭Z= 0.75 管入口 = 0. 5?h=( 1.5+ 0.75 2 + 0.5+ 0.022 60/0.15) > (2.20m

12、/s) 2/2= 29.76m2/s2泵的出水口段的管件阻力系數分別為：大小頭Z= 0.3; 90°彎頭 =0.75;閘閥Z= 0.17;管出口 = 1= (1 + 0.75 3+ 0.3+ 0.17 + 0.02 100/0.1) (4<95m/s)2/2+(0.023 23/0.15) (2-20m/s)2/2=299.13m2/s2We= gh+ Xh =29.76m2/s2 + 299.13m2/s2 + 60n> 9.81m/s2= 917.49 m2/s2= 917.49J/kgWn =( 917.49J/kg/60 %) M40m3/h >997.0k

13、g/m3 = 5.93 XI04W總消耗電費為59.3kWX0.46 元/ (kW- h) >24h/d = 654.55 元 /d第四章熱量傳遞4.3某燃燒爐的爐壁由500mm厚的耐火磚、380mm厚的絕熱磚及250mm厚的普通磚砌成。其入值依次為1.40 W/(m K),0.10 W/(m K)及0.92 W/(m K)。傳熱面積A為1m2。耐火磚內壁溫度為1000C,普通磚外壁溫度為 50C。求:(1 )單位面積熱通量及層與層之間溫度；(2)假設耐火磚與絕熱磚之間有一2cm的空氣層，其熱傳導系數為0.0459 W/(m -C )。內外壁溫度仍不變，問此時單位面積熱損失為多少？解：設

14、耐火磚、絕熱磚、普通磚的熱阻分別為1、2、3。(1 )由題易得1 = b =D.'m1 = 0.357 m2 K/W1.4Wm1K 12 = 3.8 m2 K/W3 = 0.272 m2 K/W所以 q = T = 214.5W/m2123由題意得 T1= 1000 CT2= T1 QR1 = 923.4 C4.4 某一軟木。(1)(2)T3= Ti Q ( R1 + R2)= 108.3CT4= 50 C(2)由題，增加的熱阻為r ' 0.436 m2 K/Wq = T/(n +2+3 + r' = 195.3W/m260 mm>3mm的鋁復合管，其導熱系數為

15、45 W/(m K)，外包一層厚30mm的石棉后，又包一層厚為30mm的石棉和軟木的導熱系數分別為0.15W/(m - K)和0.04 W/(m K)。試求:如管內壁溫度為-105 C,軟木外側溫度為 5C,那么每米管長的冷損失量為多少?假設將兩層保溫材料互換，互換后假設石棉外側溫度仍為5 C，那么此時每米管長的冷損失量為多少?解：設鋁復合管、石棉、軟木的對數平均半徑分別為rmi、m2、m3由題意有m1 =rm2 =rm3 =3mm = 28.47mm.30In -2730mm = 43.28mm,60In -3030mm = 73.99mm,90In -60(1) R/L = Rb一21m1

16、22m2b323m3245 28.47Km/W3020.15 43.28Km/W3020.04 73.99K=3.73 >104K-m/W + 0.735K m/W + 1.613K m/W=2.348K m/WQ/L = = 46.84W/mR/L(2) R/L = 一21m1b222m2b323m3W245 28.4730m/KW20.04 43.28m/K30W m/K20.15 73.99=3.73 >04K -m /W + 2.758K m /W + 0.430K m /W=3.189K m /WQ/L= 34.50W/mR/L4.7用內徑為27mm的管子，將空氣從10C

17、加熱到100C,空氣流量為250kg/h，管外側用120C的飽和水蒸氣加熱(未液化)。求所需要的管長。解：以平均溫度 55 C查空氣的物性常數，得X= 0.0287W/ ( m-K) 尸 1.995Pa cp= 1.005kJ/ (kg K) p= 1.077kg/m3由題意得u = Q/ ( pA) = 112.62m/sRe= du p /=i0.027 *12.62 K077/ (1.99 XO 5)= 1.65 XI05所以此流動為湍流Pr=p/ =( 1.99 10_5) X1.005/0.0287 = 0.697a= 0.023 ?/d Re0.8 Pr0.4 = 315.88W/

18、 ( m2 K)T2= 110KAT1 = 20KTm=( AT2- AT1) /In ( AT2/AT1)= ( 110K 20K) /In (110/20)= 52.79K由熱量守恒可得a nL ATm= qmhCph AThL = qmCph ATh/ ( a d AT m)=250kg/h X.005kJ/ ( kg K) X90K/ : 315.88W/ ( m2 K) 0.027m 52.79K:=4.44m4.9在換熱器中用冷水冷卻煤油。水在直徑為$ 19 X 2m的鋼管內流動，水的對流傳熱系數為3490 W/ ( m2 K),煤油的對流傳熱系數為458 W/ ( m2K )。換

19、熱器使用一段時間后，管壁兩側均產生污垢，煤油側和水側的污垢熱阻分別為0.000176 m2 K/W 和 0.00026m2 K/W，管壁的導熱系數為 45 W/ (m-K)。試求：(1) 基于管外外表積的總傳熱系數；(2) 產生污垢后熱阻增加的百分數。解：(1)將鋼管視為薄管壁，那么有1 2 0.002 2 1 2 2 2 m2 K/Wm2 K/W m2 K/W 0.00026m2 K/W 0.000176m2 K/W349045458322.95 10 m K/WK = 338.9W/ ( m2 K)(2)產生污垢后增加的熱阻百分比為Js1 rs2100%1rs1rs2K0.176 0.26

20、100% 17.34%2.95 0.176 0.26主：如不視為薄管壁，將有 5 %左右的數值誤差。4.10在套管換熱器中用冷水將100 C的熱水冷卻到 50C,熱水的質量流量為 3500kg/h。冷卻水在直徑為 $ 180 X 10m的管內流動，溫度從 20C升至30C。基于管外外表的總傳熱系數為2320 W/ (m2K)。假設忽略熱損失，且近似認為冷水和熱水的比熱相等，均為4.18 kJ/ ( kg K).試求(1) 冷卻水的用量；(2) 兩流體分別為并流和逆流流動時所需要的管長，并加以比擬。解：()由熱量寸恒可得qmcCpcATc= qmhCph Thqmc= 3500kg/h 50C/

21、10C= 17500kg/h(2)并流時有"= 80KATi = 20K80K20Kln8043.28K20由熱量寸恒可得KAT m= qmhcph Th即 Kn dLATm= qmhcphTh.qmhCph Th3500kg/h 4.18kJ/(kg K) 50KL23.58mK d Tm2320W/(m2 K) 0.18m 43.28K逆流時有£= 70K= 30KTm70K30K47.21K30同上得qmhcph Th 3500kg/h 4.18kJ /(kg K) 50KK d Tm 2320W/(m2 K) 0.18m 47.21K3.28m比擬得逆流所需的管路短

22、，故逆流得傳熱效率較高。4.12火星向外輻射能量的最大單色輻射波長為13.2 ym假設將火星看作一個黑體，求火星的溫度為多少?解：由 w = 2.93 得 T2.9 10 32.9 10 313.2 106219.70K4.13假設將一外徑70mm、長3m、外表溫度為227 C的鋼管放置于：(1 )很大的紅磚屋內，磚墻壁溫度為27C;(2)截面為0.3 >0.3m2的磚槽內，磚壁溫度為 27 C。試求此管的輻射熱損失。(假設管子兩端的輻射損失可忽略不計)補充條件：鋼管和磚槽的黑度分別為0.8和0.93。解：(1) Q1-2 = C1-2 幘2A (T14 T24) /1004由題有 如2

23、= 1, C12= jCo, a= 0.8Q1-2= 1C0 A (T14 T24) /1004=0.8 >.67W/ (m2 K4) > 3n> 0.07m>n>5004K4 3004K4) /1004=1.63 >03W(2) Q1 2 = C1-2如-2A (T14 T24) /1004由題有$1 2= 1C1-2= Co/1/ 4 + A1/A2 (1/ q 1)Q1-2 = Co/1/ m+ A1/A2 ( 1/q 1) A ( T14 T24) /1004=5.67W/ ( m2 K4) 1/0.8 +( 3X 0.07 Xn /0.3 X 0)

24、.(利0.93 1) X 3m 0.07mX n(為004K4 302k4)/1004=1.42 XI03W第五章質量傳遞5.2在總壓為2.026 X05Pa、溫度為298K的條件下，組分 A和B進行等分子反向擴散。當組分A在兩端點處的分壓分別為Pa,i = 0.4 105Pa和pA,2 = 0.1 105Pa時，由實驗測得 k°G= 1.26 10-8kmol/(m2 s Pa),試估算在同樣的條件下，組分A通過停滯組分B的傳質系數kG以及傳質通量Na。解：由題有，等分子反向擴散時的傳質通量為0NakGPa,1DAB pA,1pA,2Pa 2，2RTL單向擴散時的傳質通量為N Ak

25、GPa,1Pa,2D AB pPa,1 Pa,2RTpB,mL所以NaPa,1 Pa,2pB ,m又 PB,m PB，2PB，1ln Pb,2Pb,11.75 105Pa即可得kGkG =1.44 X0-5mol/(m2 spB,mPa)NakGPa,1Pa,20.44mol m25.3淺盤中裝有清水，其深度為5mm，水的分子依靠分子擴散方式逐漸蒸發到大氣中，試求盤中水完全蒸干所需要的時間。假設擴散時水的分子通過一層厚4mm、溫度為30C的靜止空氣層，空氣層以外的空氣中水蒸氣的分壓為零。分子擴散系數 dab = 0.11m2/h.水溫可視為與空氣相同。當地大氣壓力為1.01 X05Pa。解：由

26、題，水的蒸發可視為單向擴散DAB p pA,ipA,0NaRTpB,mZ30C下的水飽和蒸氣壓為4.2474 X03Pa，水的密度為 995.7kg/m3故水的物質的量濃度為995.7 103/18= 0.5532 105mol/m330 C時的分子擴散系數為Dab = 0.11m2/hpA,i = 4.2474 103Papa,0 = 00.9886 105PaPb,0pB,iPB,mln Pb,0/ pB,i又有Na= c水V/(A t) (4mm的靜止空氣層厚度認為不變)所以有 c水V/(A ) = D ABp(pA,i pA,0)/(RTp B,m z)可得t= 5.8h故需5.8小時

27、才可完全蒸發。5.5 一填料塔在大氣壓和 295K下，用清水吸收氨空氣混合物中的氨。傳質阻力可以認為集中在1mm厚的靜止氣膜中。在塔內某一點上，氨的分壓為6.6 >103N/m2。水面上氨的平衡分壓可以忽略不計。氨在空氣中的擴散系數為0.236 X10-4m2/so試求該點上氨的傳質速率。解：設pB,1,pB,2分別為氨在相界面和氣相主體的分壓，pB,m為相界面和氣相主體間的對數平均分壓由題意得pB,mPb，2 Pb，10.97963 105Paln Pb,2 J Pb,1NA DabP Pa，1 空 6.57 10 2mol m2 sRTpB.mL5.6 一直徑為2m的貯槽中裝有質量分

28、數為0.1的氨水，因疏忽沒有加蓋，那么氨以分子擴散形式揮發。假定擴散通過一層厚度為5mm的靜止空氣層。在1.01 X05Pa、293K下，氨的分子擴散系數為1.8 X0-5m2/s，計算12h中氨的揮發損失量。計算中不考慮氨水濃度的變化，氨在20C時的相平衡關系為P=2.69X105x(Pa), x為摩爾分數。解：由題，設溶液質量為a g貝嘰 氨的物質的量為 0.1a/17mol，總物質的量為(0.9a/18 + 0.1a/17)mol0 1a 17所以，氨的摩爾分數為 x0.10530.9a'18 0.1a,17故，氨的平衡分壓為p= 0.1053 X2.69 >105Pa=

29、0.2832 105Pa即有 pA,i = 0.2832 105PaPA,0 = 0pB,mPb,0 PB,i0.8608 105Paln Pbq/Pb所以 NaDABp pA,i pA,0RTp B,mL4.91 10 2 mol. m2 sn=NAd2 t 436.66 10 mol5.9在穩態下氣體 A和B混合物進行穩態擴散，總壓力為1.013 105Pa、溫度為278K。氣相主體與擴散界面S之間的垂直距離為0.1m,兩平面上的分壓分別為PA1=1.34 104Pa和PA2=0.67 104Pa。混合物的擴散系數為 1.85 10-5m2/s,試計算以下條件下組分A和B的傳質通量，并對所

30、得的結果加以分析。(1)組分B不能穿過平面S;(2)組分A和B都能穿過平面So解：(1)由題，當組分B不能穿過平面S時，可視為A的單向擴散pB,1 = p pA,1 = 87.9kPapB,2 = p pA,2 = 94.6kPaPB,2 pB,10.9121 105PapB,mIn Pb2,；Pb,iDab = 1.85 X0-5m2/sDAB p pA,1 pA,242NA5.96 10 mol. m sRTp B,mL'NaD AB pA,1pA,2RTL5.36 10 4 mol. m2 s(2)由題，當組分 A和B都能穿過平面S,可視為等分子反向擴散可見在相同條件下，單向擴散

31、的通量要大于等分子反向擴散第二篇第六章沉降6.2密度為2650kg/m3的球形顆粒在 20C的空氣中自由沉降，計算符合斯托克斯公式的最大顆粒直徑和服從牛頓公式 的最小顆粒直徑(空氣的密度為1.205kg/m3,黏度為1.81 >10-5Pas)。解：如果顆粒沉降位于斯托克斯區，那么顆粒直徑最大時，艮卩 蟲 2所以ut 2 ，同時utdp18所以dp，代入數值，解得gdp2dp7.22 10 5m同理，如果顆粒沉降位于牛頓區，那么顆粒直徑最小時,ReP1000所以ut 1000 ，同時utdP1.74gdp所以dp32.33，代入數值，解得dp 1.51 10 3m6.6落球黏度計是由一個

32、鋼球和一個玻璃筒組成,將被測液體裝入玻璃筒，然后記錄下鋼球落下一定距離所需要的時間,即可以計算出液體黏度。現在鋼球直徑為10mm,密度為7900 kg/m 3，待測某液體的密度為1300 kg/m 3，鋼球在液體中下落200m m,所用的時間為9.02s，試求該液體的黏度。解：鋼球在液體中的沉降速度為ut L/s 200 10 3/9.02 0.022 m/s假設鋼球的沉降符合斯托克斯公式，那么檢驗：Rep Utdp30.022 10 1013000.0172，假設正確。16.3518utgdp27900 13009.8110 10 318 0.02216.35 Pas6.7降塵室是從氣體中除

33、去固體顆粒的重力沉降設備，氣體通過降塵室具有一定的停留時間，假設在這個時間內顆粒沉到室底，就可以從氣體中去除，如下列圖所示。現用降塵室別離氣體中的粉塵密度為4500kg/m3,操作條件是：氣體體積流量為6m3/s，密度為0.6kg/m3,黏度為3.0 xi0-5Pas,降塵室高2m,寬2m，長5m。求能被完全去除的最小 塵粒的直徑。含塵氣凈化氣降塵習題6.7圖示解：設降塵室長為I，寬為b，高為h,那么顆粒的停留時間為t停丨/山，沉降時間為t沉h/ut，當t停t沉時，顆粒可以從氣體中完全去除,t沉對應的是能夠去除的最小顆粒，即I /ui h /utqv0.6 m/slb 5 2得huIhcvIh

34、b假設沉降在層流區，應用斯托克斯公式,因為Ui 業，所以Uthb18 utdpminYg p18 3 10 5 0.68.579.814500 0.610 5m 85.7 ym檢驗雷諾數58.57 10 5 0.6 0.651.033 10 52，在層流區。所以可以去除的最小顆粒直徑為85.7(im6.8采用平流式沉砂池去除污水中粒徑較大的顆粒。如果顆粒的平均密度為2240kg/m3,沉淀池有效水深為1.2m,水力停留時間為1min，求能夠去除的顆粒最小粒徑假設顆粒在水中自由沉降,污水的物性參數為密度1000kg/m3,黏度為 1.2 X0-3Pa s) o解：能夠去除的顆粒的最小沉降速度為U

35、th/t沉 1.2/60°.°2m/s假設沉降符合斯克托斯公式，那么pgdp218所以dp18 Ut3181.2100.02, “41.88 10 4 m 2240 10009.81檢驗Re pdpW41.88 10 0.02 100033.132，假設錯誤。101.2假設沉降符合艾倫公式，那么ut0.270.6gdP Rep所以dp1.40.60.4Ut1'0.2721.61.43 0.60.40.02 1.2 10 3 10000.2722240 10009.812.12 10 4m檢驗RepdpUt42.12 100.02 100031.2 103.5，在艾倫

36、區，假設正確。所以能夠去除的顆粒最小粒徑為2.12 X0-4m。6.10用多層降塵室除塵，降塵室總高4m,每層高0.2m,長 4m,寬 2m,欲處理的含塵氣體密度為1 kg/m3,黏度為3X10-5pa s,塵粒密度為3000 kg/m3,要求完全去除的最小顆粒直徑為20卩叫求降塵室最大處理的氣體流量。解：假設顆粒沉降位于斯托克頓區，那么顆粒的沉降速度為Ut182 6gdp 3000 19.8120 1018 3 10 50.0218m/sdpUt檢驗Re p L-51 2.0 10 0.021850.01452，假設正確3 10 5降塵室總沉降面積為A 20 4 2 160m2所以最大處理流

37、量為200 C，體積流量為 3800 m3/h，粉塵qVAut 160 0.0218 3.488 m3/s 6.11用與例題相同的標準型旋風別離器收集煙氣粉塵，含粉塵空氣的溫度為密度為2290 kg/m3，求旋風別離器能別離粉塵的臨界直徑旋風別離器的直徑為 650mm , 200 C空氣的密度為0.746kg/m3,黏度為 2.60 XI0-5 Pa 。解：標準旋風別離器進口寬度B D/4 0.65/4 0.1625m,進口高度 hi D/20.65/20.325m,進口氣速 Uj qV/Bh 3800/3600 / 0.1625 0.32519.99m/s所以別離粉塵的臨界直徑為dcUi p

38、N9 2.60 10 5 °16257.27 103.14 19.99 2290 56m=7.27 jm6.12體積流量為 1m3/s的20C常壓含塵空氣，固體顆粒的密度為1800 kg/m3空氣的密度為1.205kg/m3，黏度為1.81 X0-5Pas。那么(1)(2)用底面積為60m2的降塵室除塵，能夠完全去除的最小顆粒直徑是多少?用直徑為600mm的標準旋風別離器除塵，離心別離因數、臨界直徑和分割直徑是多少?解:(1 )能完全去除的顆粒沉降速度為UtW 10.0167m/sA 60假設沉降符合斯托克斯公式，能夠完全去除的最小顆粒直徑為d p,min18 ut18 1.81 1

39、0 5 0.01671800 1.2059.8151.76 10 m 17.6 m檢驗：RepdpUt51.205 1.76 10 5 0.0167 c一50.06410 51.812，假設正確。(2 )標準旋風別離器進口寬度D/4 0.6/4 0.15m進口高度h D/20.6/2 0.3m，進口氣速UiqV/Bhj 1/ 0.15 0.322.22m/s別離因數臨界粒徑分割直徑10 6m=6.24(im10 6m=4.45 口 m解：對旋流別離器，離心力u2Fc m，進口流速不變，離心力與直徑成反比，所以增大直徑，離心力減小。rm6.16水力旋流器的直徑對離心力的影響和離心機轉鼓的直徑對離

40、心力的影響是否相同?對離心機，離心力 Fc2mr ，轉速不變，離心力與直徑成正比，所以增大直徑，離心力增加。第七章過濾7.1用板框壓濾機恒壓過濾某種懸浮液，過濾方程為V2 V 6 10 5A2t式中：t的單位為s(1) 如果30min內獲得5m3濾液，需要面積為 0.4m2的濾框多少個?(2) 求過濾常數 K, qe, te。252解：(1)板框壓濾機總的過濾方程為V V 6 10 A t在 t 30 60 1800s內，V 5m3，那么根據過濾方程52 5 6 10 5A2 1800求得，需要的過濾總面積為 A 16.67m2所以需要的板框數n 166741.675 420.4(2)恒壓過濾

41、的根本方程為 V2 2VVe KA2t與板框壓濾機的過濾方程比擬，可得K 6 10 5m2/ste0.5mVe0.5A 16.67320.03m3/m22qeK卓15s6 10te為過濾常數，與qe相對應，可以稱為過濾介質的比當量過濾時間,te2qeK7.5用壓濾機過濾某種懸浮液，以壓差 150kPa恒壓過濾1.6h之后得到濾液25 m3,忽略介質壓力，那么:(1)如果過濾壓差提高一倍，濾餅壓縮系數為0.3,那么過濾1.6h后可以得到多少濾液;如果將操作時間縮短一半，其他條件不變，可以得到多少濾液?解:21 s A2t(1)由恒壓過濾方程 V2 KA2t 2 P Ar°c當過濾壓差提高一倍時，過濾時間不變時1 sP1P21 s所以V22上V122 1P10.322521012.5即 V231.8 m3(2)當其他條件不變時,過濾常數不變,所以由恒壓過濾方程，可以推得V2所以 V22V,2t11 252312.52即 V217.7 m37.7恒壓操作下過濾試驗測得的數據如下，求過濾常數K、qe。t / s38.2114.4228379.4q / m3 m-20.10.20.30.4解:qq / m3 m-20.10.20.30.4t/q /